KR100599804B1

KR100599804B1 - Secondary battery

Info

Publication number: KR100599804B1
Application number: KR1020040077056A
Authority: KR
Inventors: 황덕철; 김근배; 이상민; 류경한
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-07-12
Also published as: KR20060028062A

Abstract

본 발명은 케이스를 통해 방출되는 이차전지의 열 방출 특성을 개선할 수 있도록, 양극판, 음극판 및 이 양,음극판 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군; 상기 전극군이 내장되는 케이스; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체; 및 상기 케이스에 형성되어 케이스의 표면적을 증대시키기 위한 표면적 증대부를 포함하는 이차 전지를 제공한다.The present invention includes an electrode group including a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator disposed between the positive and negative electrodes to improve the heat dissipation characteristics of the secondary battery discharged through the case; A case in which the electrode group is built; A cap assembly coupled to the case to seal it; And a surface area increasing part formed on the case to increase the surface area of the case.

케이스, 전극군, 코어, 내부홈, 방열Case, electrode group, core, inner groove, heat dissipation

Description

Secondary Battery {SECONDARY BATTERY}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 절개 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 케이스에 전극군이 삽입되는 상태를 설명하기 위해 도시한 일부 절개 사시도이다.2 is a partially cutaway perspective view illustrating a state in which an electrode group is inserted into a case of a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 케이스의 평단면도이다.3 is a plan sectional view of a case of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 개략적인 구성도이다.4 is a schematic diagram illustrating a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차전지의 케이스를 도시한 개략적인 사시도이다.5 is a schematic perspective view illustrating a case of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차전지의 케이스의 측단면도이다.6 is a side cross-sectional view of a case of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차전지의 케이스의 평단면도이다.7 is a plan cross-sectional view of a case of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이스의 구조를 개선하여 방열 효과를 높일 수 있도록 된 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a secondary battery that can improve the heat dissipation effect by improving the structure of the case.

이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 셀을 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. A secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable. A low-capacity battery in which one battery cell is packed in a pack form is used in portable electronic devices such as a phone, a notebook computer, or a camcorder, and a high-capacity battery in units of dozens of battery cells is connected to a motor such as a hybrid car. It is widely used as a driving power source.

상기 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있으며, 띠 상의 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 이를 와류 상으로 감은 전극군(또는 젤리롤)을 케이스에 내장 설치하고, 상기 케이스에 외부 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 전지를 구성한다.The secondary battery is manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and rectangular shapes, and an electrode group (or a wound group) wound around a vortex through a separator (separator) between the band-like and negative electrode plates. Jelly roll) is installed in a case, and a cap assembly in which an external terminal is formed is installed in the case to constitute a battery.

그리고, 상기 양, 음극판은 전지 작용시 발생되는 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성 리드 단자가 각기 부착되고, 이 도전성 리드 단자는 전극군에 용접 등으로 부착되어 각기 양, 음극판에 발생된 전류를 양, 음극 단자로 유도하게 된다.The positive and negative plates each have a conductive lead terminal attached to each other to collect current generated during battery operation, and the conductive lead terminals are attached to the electrode group by welding or the like, respectively. This leads to the negative terminal.

이러한 이차 전지는 충방전시 발생하는 열을 케이스를 통해 외부로 방열시키게 되는 데, 이차 전지의 열 방출 특성은 전지의 성능을 좌우할 정도로 중요하다. The secondary battery radiates heat generated during charging and discharging to the outside through the case, and the heat dissipation characteristics of the secondary battery are important enough to influence the performance of the battery.

열 방출이 제대로 이루어지지 않는 경우 이차 전지에서 발생되는 열은 전지내부의 온도 상승을 초래하게 되고 결과적으로 전지의 성능이 저하되며 심한 경우 폭발의 위험을 초래하게 된다.If heat is not released properly, the heat generated from the secondary battery may cause an increase in the temperature inside the battery, resulting in deterioration of the battery performance and, in severe cases, a risk of explosion.

특히, 상기 이차 전지가 전동 청소기, 전동 스쿠터나 자동차용(전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차)의 모터 구동용의 대용량 이차 전지로서 적용되는 경 우 대전류로 충방전되므로 사용 상태에 따라서 이차 전지의 내부 반응에 의해 열이 발생하여 상당한 온도까지 올라가게 되고, 이는 전지의 고유 특성에 영향을 주어 전지 고유의 성능을 저하시키게 된다. 따라서 열 방출은 무엇보다 중요하다 할 수 있다.In particular, when the secondary battery is applied as a high-capacity secondary battery for driving a motor of an electric vacuum cleaner, an electric scooter, or an automobile (electric vehicle or a hybrid electric vehicle), the secondary battery is charged and discharged with a large current, so that the secondary battery may react to the internal reaction of the secondary battery according to the use state. As a result, heat is generated and rises to a considerable temperature, which affects the intrinsic characteristics of the battery, thereby degrading the inherent performance of the battery. Therefore, heat dissipation is most important.

따라서 본 발명은 상기한 실정을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 케이스를 통해 방출되는 이차 전지의 열 방출 특성을 개선할 수 있도록 된 이차 전지를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a secondary battery capable of improving heat dissipation characteristics of a secondary battery emitted through a case.

또한, 본 발명은 케이스의 구조를 개선하여 열 방출 면적을 극대화시킬 수 있도록 된 이차 전지를 제공함에 또다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a secondary battery capable of maximizing a heat dissipation area by improving a structure of a case.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이차 전지는 발열을 위한 케이스의 표면적을 증대시킬 수 있도록 케이스에 표면적 증대부가 설치된 구조로 되어 있으며, 상기 표면적 증대부는 전극군이 놓여지는 케이스의 바닥면 중앙부에 전극군의 중앙부로 삽입되는 내부홈을 설치한 구조로 되어 있다.In order to achieve the above object, the secondary battery of the present invention has a structure in which a surface area increasing part is installed in the case so as to increase the surface area of the case for heat generation, and the surface area increasing part is in the center of the bottom surface of the case where the electrode group is placed. The inner groove is inserted into the center of the electrode group.

이에 따라 내부홈의 표면적만큼 케이스의 전체 표면적이 증대되어 열 방출량을 높일 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the total surface area of the case is increased by the surface area of the inner groove, thereby increasing the amount of heat released.

이를 위해 본 발명의 이차 전지는 To this end, the secondary battery of the present invention

세퍼레이터와 이 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극판과 음극판을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스 및 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하 는 캡 조립체를 포함하고, 상기 케이스는 외기와 접하는 표면적을 증대시키기 위한 표면적 증대부를 포함하는 구조로 되어 있다.An electrode group including a separator and a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed on both sides of the separator, a case in which the electrode group is embedded, and a cap assembly coupled to and sealing the case, wherein the case increases a surface area in contact with the outside air. It has a structure including a surface area increasing portion for making.

바람직하게는 상기 표면적 증대부는 케이스의 바닥면 중앙부에 상기 전극군의 내부로 돌출되는 내부홈이 형성된 구조로 되어 있다.Preferably, the surface area increasing portion has a structure in which an inner groove protruding into the electrode group is formed at the center of the bottom surface of the case.

여기서 상기 양,음극판은 집전체와 활물질이 코팅된 코팅부와, 코팅되지 않은 무지부로 이루어지는 데, 본 이차 전지의 경우 상기 무지부는 각 극판의 일측단을 따라 연속적으로 형성되며, 상기 양극판과 음극판에 대해 서로 대향하는 방향으로 배치되어 상기 각 극판의 무지부에 각각 집전판이 전기적으로 연결됨이 바람직하다. Here, the positive and negative electrode plates are formed of a coating portion coated with a current collector and an active material and an uncoated non-coating portion. In the case of the secondary battery, the non-coating portion is continuously formed along one end of each of the positive electrode plates, and the positive and negative electrode plates It is preferable that the current collector plates are electrically connected to the uncoated portions of the respective pole plates, respectively, disposed in directions facing each other.

더욱 바람직하게는 케이스를 세워 캡 조립체가 상부를 향하였을 때 음극판의 무지부가 케이스 바닥 쪽으로 배치되고 양극판의 무지부가 상부로 배치되도록 하여 음극 집전판이 케이스 내측 바닥부에 위치하도록 함이 바람직하다.More preferably, when the cap assembly is erected upward, the uncoated portion of the negative electrode plate is disposed toward the bottom of the case and the uncoated portion of the positive electrode plate is disposed upward, so that the negative electrode current collector plate is positioned at the inner bottom of the case.

여기서 상기 이차 전지는 원통형으로 이루어질 수 있다.Here, the secondary battery may have a cylindrical shape.

이 경우 상기 케이스는 원통형으로 이루어지며, 상기 케이스의 바닥면 중앙에서 캡 조립체를 향하여 원통형태의 내부홈이 수직으로 돌출 형성된다.In this case, the case is made of a cylindrical shape, the inner groove of the cylindrical shape protrudes vertically toward the cap assembly from the center of the bottom surface of the case.

상기 내부홈은 케이스와 일체로 형성됨이 바람직하다.The inner groove is preferably formed integrally with the case.

또한, 상기 내부홈은 케이스 내에 설치되는 전극군의 중심 형태와 동일한 형태로 이루어짐이 바람직하며, 전극군이 원통형으로 이루어짐에 따라 상기 내부홈 또한 원통형으로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the inner groove is preferably made of the same shape as the center shape of the electrode group is installed in the case, the inner groove is preferably made of a cylindrical shape as the electrode group is made of a cylindrical.

또한, 상기 내부홈은 전극군의 내경에 대응되는 직경으로 이루어지고 그 두 께는 케이스의 두께와 동일하도록 함이 바람직하다.In addition, the inner groove is preferably made of a diameter corresponding to the inner diameter of the electrode group and its thickness is preferably equal to the thickness of the case.

따라서 상기 내부홈의 내측면은 전극군의 내경에 접하게 되고 외측면은 외부 대기와 접하게 되어 전극군에서 발생되는 열을 전지 외부로 방출시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, the inner surface of the inner groove is in contact with the inner diameter of the electrode group and the outer surface is in contact with the external atmosphere to be able to discharge the heat generated in the electrode group to the outside of the battery.

여기서 상기 이차 전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다The secondary battery may be used as an energy source for driving a motor of the device in a device operated by using a motor such as a hybrid electric vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), a wireless cleaner, an electric bicycle, an electric scooter, and the like. Can

한편, 본 발명에 따르면 상기 이차전지는 각형으로 이루어진다.Meanwhile, according to the present invention, the secondary battery has a square shape.

즉, 각형의 이차 전지는 세퍼레이터와 이 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극판과 음극판을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 각형의 케이스, 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하고, 상기 케이스는 중앙에 상기 전극군의 중심으로 돌출되고 외부와 접하는 내부홈이 형성된 구조로 되어 있다.That is, the rectangular secondary battery includes an electrode group including a separator and a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed on both sides of the separator, a rectangular case in which the electrode group is embedded, and a cap assembly coupled to and sealing the case. The case has a structure in which an inner groove protrudes toward the center of the electrode group and contacts the outside at the center thereof.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기한 도면을 참조하여 먼저 이차 전지를 살펴보면, 본 이차 전지는 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 위치하는 전극군(10)과, 전해액과 함께 전극군을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방되고 표면적을 확대하기 위한 표면적 증대부를 포함하는 케이스(20)와, 가스켓(31)을 매개로 상기 케이스(20)의 개구부 상단에 설치되고 케이스(20)를 밀봉하는 캡 조립체(30)와, 상기 전극군 (10)의 양극판(11) 집전체와 전기적으로 연결되는 양극 집전판(40)과, 상기 전극군의 음극판(12)에 전기적으로 연결되는 음극 집전판(50)을 포함한다.Referring to the above-described secondary battery, the secondary battery may include an electrode group 10 in which a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 are positioned with a separator 13 interposed therebetween, and receive an electrode group together with an electrolyte. A cap 20 for opening the front end of the one end and including a surface area increasing part for enlarging the surface area, and a cap installed at an upper end of the opening of the case 20 via a gasket 31 to seal the case 20. The assembly 30, the positive electrode current collector plate 40 electrically connected to the current collector of the positive electrode plate 11 of the electrode group 10, and the negative electrode current collector plate 50 electrically connected to the negative electrode plate 12 of the electrode group 10. ).

여기서 상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(10)이 위치하는 내부 공간부를 가진 원통형으로 이루어지며, 바닥면에는 상기 표면적 증대부가 설치된다.Here, the case 20 is made of a conductive metal such as aluminum, aluminum alloy or nickel plated steel, the shape is made of a cylindrical shape having an inner space portion in which the electrode group 10 is located, the surface area on the bottom surface An increase part is installed.

상기 표면적 증대부에 대해서는 케이스의 구조와 더불어 뒤에 자세히 설명하도록 한다.The surface area increasing portion will be described later in addition to the structure of the case.

본 실시예에서는 원통형 이차 전지를 예로서 설명하나, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니며 원통형 이외에 각형이나 그 이외의 형상으로 이루어질 수 있다. In the present embodiment, a cylindrical secondary battery is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and may be formed in a rectangular shape or other shapes in addition to the cylindrical shape.

상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 적층된 구성으로 이루어지거나, 양극판(11)과 세퍼레이터(13) 및 음극판(12)이 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어질 수 있다. 도 1에서는 원통형 케이스(20)에 원형의 젤리롤 타입으로 감긴 전극군(10)이 위치하는 구조를 예시하고 있다.The electrode group 10 has a structure in which the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 formed by coating each active material on the current collector are laminated with the separator 13 interposed therebetween, or the positive electrode plate 11 and the separator 13. ) And the negative electrode plate 12 may be formed in a jellyroll type formed by winding them in a vortex. 1 illustrates a structure in which the electrode group 10 wound in the cylindrical jelly roll type is positioned on the cylindrical case 20.

상기와 같이 구성된 전극군(10)은 양극판(11)과 음극판(12)에 전기적으로 연결되는 각 집전판(40,50)을 포함하여 하나의 전극 조립체를 이루게 되는 데, 이를 위해 상기 음극판(12)의 하단(도면 기준)으로 이 음극판(12)의 집전체에 활물질이 도포되지 않은 무지부(12a)가 상기 음극판(12)의 길이방향을 따라 형성되어 음극 집전판(50)과 접촉하며, 양극판(11)의 상단(도면기준)에는 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 양극판(11)의 집전체 가장자리에 양극 활물질이 도 포되지 않은 무지부(11a)가 상기 양극판(11)의 길이 방향을 따라 배치된다.The electrode group 10 configured as described above comprises one current collector plate 40 and 50 electrically connected to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 to form one electrode assembly. At the lower end (based on the drawing) of the negative electrode plate 12, a non-coating portion 12a having no active material applied thereto is formed along the longitudinal direction of the negative electrode plate 12 to contact the negative electrode current collector plate 50. On the upper end (based on the drawing) of the positive electrode plate 11, an uncoated portion 11a having no positive electrode active material coated on the edge of the current collector of the positive electrode plate 11 may be electrically connected to the positive electrode current collector plate 40. ) Is disposed along the longitudinal direction.

상기 캡 조립체(30)는 외부 단자(32a)를 갖는 캡 플레이트(32)와, 케이스(20)와 캡 플레이트(32)를 절연시키는 가스켓(31)을 포함하며, 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 밴트 플레이트(33)를 더욱 포함할 수 있고, 상기 밴트 플레이트(33)는 리드(35)를 매개로 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결된다.The cap assembly 30 includes a cap plate 32 having an external terminal 32a and a gasket 31 that insulates the case 20 from the cap plate 32 and breaks under a set pressure condition to prevent gas. It may further include a vent plate 33 to prevent the explosion of the battery by discharging, the vent plate 33 is electrically connected to the positive electrode current collector plate 40 via the lead 35.

상기 밴트 플레이트(33)는 설정된 압력 조건에서 상기 리드(35)을 통한 전극 조립체와 외부 단자(32a)의 전기적 연결을 차단할 수 있는 구조이면 도시한 형상에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.The vent plate 33 may be used in various forms without being limited to the illustrated shape as long as it can block electrical connection between the electrode assembly and the external terminal 32a through the lead 35 under a set pressure condition.

한편, 본 실시예에 따른 상기 케이스(20)를 좀더 상세히 살펴보면, 상기 케이스(20)는 외측면과 바닥면이 외기와 접하여 내부 전극군(10)에서 발생된 열을 방열시키게 되며, 본 실시예에 따라 상기 케이스(20)의 바닥면에는 표면적 증대부가 형성되어 외기와 접하는 케이스(20)의 표면적을 더욱 확대시키는 구조로 되어 있다.On the other hand, looking at the case 20 according to the present embodiment in more detail, the case 20 is the outer surface and the bottom surface in contact with the outside air to dissipate heat generated in the internal electrode group 10, this embodiment As a result, a surface area increasing part is formed on the bottom surface of the case 20 to further expand the surface area of the case 20 in contact with the outside air.

상기 표면적 증대부는 상기 케이스(20)의 바닥면 중앙에 형성되고 캡 조립체(30)를 향해 케이스(20) 내부로 돌출되어 상기 케이스(20) 내에 삽입되어 있는 전극군(10)의 중앙 코어(14)에 끼워지는 내부홈(60)으로 이루어진다.The surface area increasing portion is formed at the center of the bottom surface of the case 20 and protrudes into the case 20 toward the cap assembly 30 to be inserted into the case 20. It consists of an inner groove (60) fitted to.

즉, 상기 표면적 증대부를 이루는 내부홈(60)은 케이스(20)와 일체로 형성되는 데, 케이스(20)의 바닥면 중 일부가 내부로 인입되어 홈형태로 형성되는 구조로 되어 있다. That is, the inner groove 60 constituting the surface area increasing portion is integrally formed with the case 20, and has a structure in which a part of the bottom surface of the case 20 is drawn into the groove shape.

이에 따라 케이스(20)의 바닥면은 내부홈(60) 만큼 케이스(20) 내부로 연장되어 대기와의 접촉면적을 확대시킬 수 있게 된다. 따라서 케이스(20)의 전체 표면적은 종래 케이스(20)의 외측면과 바닥면의 합에서 케이스(20)의 외측면과 바닥면 및 케이스(20) 내부로 돌출된 내부홈(60)의 외측면의 합으로 늘어나게 되므로 대기와 접하는 내부홈(60)의 외측면의 표면적만큼 케이스(20)의 표면적이 증대되게 된다.Accordingly, the bottom surface of the case 20 extends into the case 20 as much as the inner groove 60, thereby increasing the contact area with the atmosphere. Therefore, the total surface area of the case 20 is the outer surface and the bottom surface of the case 20 and the outer surface of the inner groove 60 protruding into the case 20 at the sum of the outer surface and the bottom surface of the conventional case 20. Since the sum is increased, the surface area of the case 20 is increased by the surface area of the outer surface of the inner groove 60 in contact with the atmosphere.

여기서 상기 내부홈(60)은 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(20)의 바닥면이 케이스(20) 내부로 인입되어 형성됨에 따라 내부홈(60)의 외측 선단 즉, 케이스(20)의 바닥면과 접하는 쪽의 선단은 개방되고 내측선단 즉, 케이스(20) 내부에 위치한 선단은 막혀 있는 구조가 된다. 따라서 케이스(20)는 내부홈(60)의 형성에도 불구하고 외부와 기밀 상태가 유지되면서 내부홈(60)의 외측면으로 전달된 열은 내부홈(60)의 개방되어 있는 선단을 통해 외부로 방열되게 된다.Here, the inner groove 60 is formed as the bottom surface of the case 20 is drawn into the case 20 as shown in FIG. 2, that is, the outer end of the inner groove 60, that is, the bottom of the case 20. The tip of the side in contact with the surface is open and the inner tip, that is, the tip located inside the case 20 is blocked. Therefore, the case 20 is heat-transmitted to the outer surface of the inner groove 60 while the inside and the airtight state is maintained despite the formation of the inner groove 60 to the outside through the open end of the inner groove 60 It will dissipate heat.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내부홈(60)은 상기 케이스(20)에 삽입되는 전극군(10)이 원통형으로 이루어짐에 따라 원통형 실린더구조로 이루어진다. 즉, 통상적으로 원통형 전극군의 경우 전극군(10)의 중앙부 코어(14)도 원통형태를 이루므로 이에 대응하여 상기 내부홈(60) 또한 원통형태로 이루어지는 것이다.In addition, as shown in FIG. 3, the inner groove 60 has a cylindrical cylinder structure as the electrode group 10 inserted into the case 20 has a cylindrical shape. That is, in the case of the cylindrical electrode group, the central core 14 of the electrode group 10 also has a cylindrical shape, so that the inner groove 60 also has a cylindrical shape correspondingly.

따라서 상기 케이스(20)를 길이방향에 대해 수직한 방향으로 단면을 잘라보면 상기 케이스(20)는 마치 도우넛 형태를 이루게 된다.Therefore, when the cross section is cut in the direction perpendicular to the length direction of the case 20, the case 20 is shaped like a donut.

물론, 상기 내부홈(60)의 형태는 원통형태에 한정되지 않으며 내부홈(60)이 삽입되는 전극군(10)의 중앙 코어(14) 형태에 맞춰 다양하게 변형가능하다 할 것이 다.Of course, the shape of the inner groove 60 is not limited to the cylindrical shape and can be variously modified according to the shape of the central core 14 of the electrode group 10 into which the inner groove 60 is inserted.

또한, 상기 내부홈(60)은 전극군의 중앙 코어(14) 내경에 대응되는 직경으로 이루어지고 그 두께는 케이스(20)의 두께와 동일하도록 함이 바람직하다.In addition, the inner groove 60 is preferably made of a diameter corresponding to the inner diameter of the central core 14 of the electrode group and its thickness is preferably equal to the thickness of the case 20.

그리고 도 1에서 케이스(20)과 전극군(10)의 음극판 무지부(12a)를 전기적으로 연결하는 음극 집전판(50)의 경우 상기 내부홈(60)이 삽입될 수 있도록 중앙부에 홀이 형성되어 링 형태로 이루어진다.In the case of the negative electrode current collector plate 50 electrically connecting the case 20 and the negative electrode plate uncoated portion 12a of the electrode group 10 in FIG. 1, a hole is formed in the center portion thereof so that the inner groove 60 can be inserted. In the form of a ring.

한편, 도 4는 본 발명의 또다른 실시예로 각형의 이차 전지를 예시하고 있다.On the other hand, Figure 4 illustrates a rectangular secondary battery as another embodiment of the present invention.

상기한 도면에 의하면 이차 전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군(71)과, 전해액과 함께 상기 전극군(71)을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방되고 표면적을 확대하기 위한 표면적 증대부를 포함하는 각형의 케이스(70)와, 외측으로 외부 단자(74)가 설치되고 상기 케이스(70)의 개구부 상단에 설치되어 케이스(70)를 밀봉하는 캡 조립체(73)를 포함한다.According to the above drawings, the secondary battery has an electrode group 71 in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are positioned with a separator interposed therebetween, and one end of the secondary battery is opened to accommodate the electrode group 71 together with an electrolyte, and the surface area is enlarged. The case 70 includes a rectangular case 70 including a surface area increasing unit, and a cap assembly 73 installed at an upper end of the opening of the case 70 to seal the case 70.

상기 전극군(71)은 양극판과 세퍼레이터 및 음극판이 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로, 각형의 케이스(70)에 삽입될 수 있도록 원통형태의 젤리롤을 납작하게 가압하여 각형으로 형성시킨 구조로 되어 있다. 따라서 상기 전극군(71)의 중앙에 위치한 코어(72) 또한 납작하게 눌려져 직사각형과 유사한 형태를 이루게 된다. The electrode group 71 is a jelly roll type in which the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate are stacked in a vortex shape, and is pressed by flat pressing the cylindrical jelly roll to be inserted into the rectangular case 70. It is a structure formed by. Therefore, the core 72 located in the center of the electrode group 71 is also pressed flat to form a shape similar to a rectangle.

이렇게 제조된 각형의 전극군(71)은 양 극판의 무지부가 케이스(70)의 바닥면과 개방된 입구를 향하는 방향으로 케이스(70) 내부에 삽입되어 안착된다.The rectangular electrode group 71 manufactured as described above is inserted into the case 70 in a direction toward the bottom surface of the case 70 and the inlet which is opened.

여기서 본 실시예에 따른 상기 케이스(70)를 좀더 상세히 살펴보면, 상기 케 이스(70)는 외측면과 바닥면이 외기와 접하여 내부 전극군(71)에서 발생된 열을 방열시키게 되며, 본 실시예에 따라 상기 케이스(70)의 바닥면에는 표면적 증대부가 형성되어 외기와 접하는 케이스(70)의 표면적을 더욱 확대시키는 구조로 되어 있다.Looking at the case 70 according to the present embodiment in more detail, the case 70 is the outer surface and the bottom surface in contact with the outside air to dissipate heat generated in the internal electrode group 71, this embodiment As a result, a surface area increasing part is formed on the bottom surface of the case 70 to further expand the surface area of the case 70 in contact with the outside air.

상기 표면적 증대부는 상기 케이스(70)의 바닥면 중앙에 형성되고 캡 조립체를 향해 케이스(70) 내부로 돌출되어 상기 케이스(70) 내에 삽입되어 있는 전극군의 중앙 코어에 끼워지는 내부홈(80)으로 이루어진다.The surface area increasing part is formed in the center of the bottom surface of the case 70 and protrudes into the case 70 toward the cap assembly and is fitted into the central core of the electrode group inserted into the case 70. Is done.

즉, 상기 표면적 증대부인 내부홈(80)은 케이스(70)와 일체로 형성되는 데, 케이스(70)의 바닥면 중 일부가 내부로 인입되어 홈형태로 형성되는 구조로 되어 있다. That is, the inner groove 80, which is the surface area increasing part, is formed integrally with the case 70, and has a structure in which a part of the bottom surface of the case 70 is drawn into the groove shape.

이에 따라 케이스(70)의 바닥면은 내부홈(80) 만큼 케이스(70) 내부로 연장되어 대기와의 접촉면적을 확대시킬 수 있게 된다. 따라서 케이스(70)의 전체 표면적은 종래 케이스의 외측면과 바닥면의 합에서 케이스(70)의 외측면과 바닥면 및 케이스(70) 내부로 돌출된 내부홈(80)의 외측면의 합으로 늘어나는 바, 대기와 접하는 내부홈(80)의 외측면의 표면적만큼 케이스(70)의 표면적이 증대되게 된다.Accordingly, the bottom surface of the case 70 extends into the case 70 as much as the inner groove 80, thereby increasing the contact area with the atmosphere. Therefore, the total surface area of the case 70 is the sum of the outer surface and the bottom surface of the case 70 from the sum of the outer surface and the bottom surface of the conventional case and the outer surface of the inner groove 80 protruding into the case 70. As it increases, the surface area of the case 70 is increased by the surface area of the outer surface of the inner groove 80 in contact with the atmosphere.

여기서 상기 내부홈(80)은 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(70)의 바닥면이 케이스(70) 내부로 인입되어 형성됨에 따라 내부홈(80)의 외측 선단 즉, 케이스(70)의 바닥면과 접하는 쪽의 선단은 개방되고 내측선단 즉, 케이스(70) 내부에 위치한 선단은 막혀 있는 구조가 된다. 따라서 케이스(70)는 내부홈(80)의 형성에도 불구하고 외부와 기밀 상태가 유지되면서 내부홈(80)의 외측면으로 전달된 열은 내 부홈(80)의 개방되어 있는 선단을 통해 외부로 방열되게 된다.Here, the inner groove 80 is formed as the bottom surface of the case 70 is drawn into the case 70 as shown in FIG. 5, that is, the outer end of the inner groove 80, that is, the bottom of the case 70. The tip of the side in contact with the surface is opened and the inner tip, that is, the tip located inside the case 70 is blocked. Therefore, the case 70 is heat-transmitted to the outer surface of the inner groove 80 while the inside and the airtight state is maintained despite the formation of the inner groove 80 to the outside through the open end of the inner groove (80) It will dissipate heat.

또한, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 상기 내부홈(80)은 상기 케이스(70)에 삽입되는 전극군(71)이 각형으로 이루어짐에 따라 직사각형태의 단면구조로 이루어진다. 즉, 통상적으로 각형의 전극군(71)의 경우 전극군의 중앙부 코어(72)도 납작하게 눌려져 직사각형과 유사한 형태로 이루어지므로 이에 대응하여 상기 내부홈(80) 또한 직사각형과 유사한 형태로 이루어지는 것이다.6 and 7, the inner groove 80 has a rectangular cross-sectional structure as the electrode group 71 inserted into the case 70 has a square shape. That is, in the case of the rectangular electrode group 71, since the central core 72 of the electrode group is also flatly pressed to form a rectangular shape, the inner groove 80 also has a similar shape to the rectangular shape.

또한, 상기 내부홈(80)은 전극군(71)의 중앙 코어(72) 크기에 대응되는 크기로로 이루어지고, 그 두께는 케이스(70)의 두께와 동일하도록 함이 바람직하다.In addition, the inner groove 80 is made of a size corresponding to the size of the center core 72 of the electrode group 71, the thickness thereof is preferably equal to the thickness of the case (70).

이하, 본 발명의 작용에 대해 원통형 이차 전지를 예로써 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the cylindrical secondary battery with respect to the operation of the present invention will be described as an example.

전극군(10)을 케이스(20)에 삽입하게 되면 전극군의 중앙 코어(14)가 케이스(20) 바닥면에서 위쪽으로 돌출되어 있는 내부홈(60)에 끼워지면서 전극군이 내부홈(60)과 케이스(20) 내측면 사이에 놓여지게 된다. When the electrode group 10 is inserted into the case 20, the electrode core is inserted into the inner groove 60 protruding upward from the bottom surface of the case 20 while the center core 14 of the electrode group is inserted into the inner groove 60. ) And the inner surface of the case 20.

그리고 양극 집전판(40)에 형성된 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입시켜 세퍼레이터(13)를 함침한 후 캡 조립체(30)를 조립함으로써 하나의 이차 전지를 완성하게 된다.In addition, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole formed in the positive electrode current collector plate 40 to impregnate the separator 13, and then the cap assembly 30 is assembled to complete one secondary battery.

상기와 같이 조립된 이차 전지는 사용과정에서 충방전이 지속됨에 따라 전극군에서 열이 발생되며, 이렇게 발생된 열은 케이스(20)를 통해 외부로 방열된다.The secondary battery assembled as described above generates heat in the electrode group as charge and discharge continue in the course of use, and the generated heat is radiated to the outside through the case 20.

이때, 본 실시예에 따른 이차전지는 케이스(20) 뿐만아니라 케이스(20)에 형성된 내부홈(60)을 통해서도 열이 외부로 방출되어 전체적인 이차 전지의 방열 특 성을 개선할 수 있게 된다.In this case, the secondary battery according to the present exemplary embodiment may improve heat dissipation characteristics of the entire secondary battery by dissipating heat to the outside not only through the case 20 but also through the internal grooves 60 formed in the case 20.

즉, 상기 내부홈(60)은 케이스(20)와 연결되는 외측 선단이 개방된 상태로 측면이 전극군(10)의 코어(14)에 접한 구조로 전극군(10)에서 발생된 열은 전극군(10)의 외측에 위치한 케이스(70)의 측면과 바닥면 그리고 전극군(10)의 안쪽 코어(14)에 위치한 내부홈(60)의 측면으로 전달된다.That is, the inner groove 60 has a structure in which the side is in contact with the core 14 of the electrode group 10 with the outer tip connected to the case 20 open, and the heat generated from the electrode group 10 is an electrode. It is delivered to the side and bottom surface of the case 70 located outside the group 10 and the side of the inner groove 60 located in the inner core 14 of the electrode group 10.

따라서 케이스(20)로 전달된 열은 케이스(20) 외부로 방열되며 내부홈(60)의 측면으로 전달된 열은 내부홈(60)의 개방된 선단을 통해 외부로 방출되는 바, 이차전지의 방열 면적은 케이스(20)와 내부홈(60)의 전체 면적으로 확대되어 더욱 효과적인 방열이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, the heat transferred to the case 20 is radiated to the outside of the case 20 and the heat transferred to the side of the inner groove 60 is discharged to the outside through the open tip of the inner groove 60, the secondary battery The heat dissipation area is enlarged to the entire area of the case 20 and the inner groove 60 to be more effective heat dissipation.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to

이와 같이 본 실시예에 따르면, 이차 전지의 방열 면적을 극대화시켜 방열 특성을 개선할 수 있게 된다.As such, according to the present exemplary embodiment, the heat dissipation characteristics may be improved by maximizing the heat dissipation area of the secondary battery.

이에 따라 전지의 신뢰성을 높이고 전지의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to increase the reliability of the battery and to prolong the life of the battery.

Claims

An electrode group including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate;

A case in which the electrode group is built;

A cap assembly coupled to the case to seal it; And

Surface area increasing portion formed in the case to increase the surface area of the case

Including,

The surface area increasing part includes an inner groove which protrudes into the electrode group on the bottom surface of the case and is disposed only inside the electrode group, wherein the inner groove of the case is closed and the inner end of the case is closed. The end of the connecting side is a cylindrical secondary battery having an open structure.

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The cylindrical secondary battery of claim 1, wherein the inner groove is integrally formed with the case.

The cylindrical secondary battery of claim 1, wherein the inner groove is formed in a shape corresponding to the center core of the electrode group.

The cylindrical secondary battery of claim 1, wherein the inner groove is formed to have the same thickness as that of the case.

The cylindrical secondary battery of claim 1, wherein the inner groove is cylindrical.

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